[发明专利]监控平台栅氧化层完整性可靠性的方法和结构

说明书

本发明涉及监控平台栅氧化层完整性可靠性的方法，涉及半导体集成电路制造技术，包括：提供一晶圆；进行有源层形成工艺，以在晶圆上行形成至少一有源层；进行栅氧化层形成工艺，以在晶圆上形成至少一栅氧化层；进行金属硅化物层形成工艺，以在晶圆上形成至少一金属硅化物层；进行大马士革形成工艺，以在晶圆上形成至少一金属层；以及进行栅氧化层的击穿电压测试以表征栅氧化层的完整性，如此为应对线上紧急问题的快速澄清，对平台产品栅氧化层完整性进行快速有效的监控，通过删减非关键光罩层次及工艺，成功缩减GOI验证批次流片周期，同时增加芯片中用以验证的面积以减少验证晶圆的数量。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造技术，尤其涉及一种监控平台栅氧化层完整性可靠性的方法。

背景技术

随着超大规模集成电路(VLSI)和特大规模集成电路(ULSI)的飞速发展，MOS器件的尺寸不断地减小。为增加器件的反应速度、提高驱动电流与存储电容的容量，器件中栅氧化层的厚度不断地降低，由20nm～30nm降至几个纳米。

对于拥有成熟的半导体制造工艺的FAB(晶圆制造厂)，为验证FAB产出晶圆的可靠性性能是否合格，能否满足客户要求，以及FAB的生产线是否稳定，都需要对产品的可靠性进行测试，包括：HCI，GOI，NBTI等。其中栅氧化层完整性(gate oxide integrity，简称GOI)测试主要是确认氧化层的缺陷密度及电荷累积击穿性能，测量的是栅氧化物击穿时的对应的电压/电流/时间。

目前，栅氧化层的可靠性是一个突出的问题和挑战，栅氧化层抗电性能不好将引起MOS器件电参数的不稳定，如阈值电压的漂移，跨导下降、漏电流增加等，进一步可引起栅氧化层的击穿，导致器件的失效，使整个集成电路陷入瘫痪状态。因此，栅氧化层的完整性对于集成电路性能的提高有着至关重要的作用。栅氧化层完整性测试是验证栅氧化层质量的测试过程，量产平台每季度都会跑一定数量的晶圆用以可靠性监控，但测试项目多，所需流片周期较长(40天)。为了应对线上紧急问题的快速澄清，建立一条快速的流片工艺流程，用以快速监控栅氧的完整性成为业界必须。

发明内容

本发明提供一种监控平台栅氧化层完整性可靠性的方法，包括：S1：提供一晶圆；S2：进行有源层形成工艺，以在晶圆上行形成至少一有源层；S3：进行栅氧化层形成工艺，以在晶圆上形成至少一栅氧化层；S4：进行金属硅化物层形成工艺，以在晶圆上形成至少一金属硅化物层；S5：进行大马士革形成工艺，以在晶圆上形成至少一金属层；以及S6：进行栅氧化层的击穿电压测试以表征栅氧化层的完整性。

更进一步的，所述有源层形成工艺包括光刻、刻蚀及离子注入工艺。

更进一步的，所述栅氧化层形成工艺包括栅氧化层沉积工艺和GOI注入工艺。

更进一步的，所述金属硅化物层形成工艺包括硅形成工艺、金属层形成工艺及退火工艺。

更进一步的，所述有源层形成工艺、所述栅氧化层形成工艺、所述金属硅化物层形成工艺及所述大马士革形成工艺共形成8层结构。

更进一步的，所述有源层形成工艺、所述栅氧化层形成工艺、所述金属硅化物层形成工艺及所述大马士革形成工艺共形成仅8层结构。

本发明还提供一种监控平台栅氧化层完整性可靠性的结构，包括：至少一有源层，所述至少一有源层由有源层离子注入工艺形成；至少一栅氧化层，所述至少一栅氧化层由沉积工艺和GOI注入工艺形成；至少一金属硅化物层，所述至少一金属硅化物层由硅形成工艺、金属层形成工艺及退火工艺以使硅与金属反应而形成；以及至少一金属层，所述金属层由大马士革形成工艺。

更进一步的，所述至少一有源层、所述至少一栅氧化层以及所述至少一金属硅化物层共计8层。

更进一步的，监控平台栅氧化层完整性可靠性的结构仅具有共计8层的所述至少一有源层、所述至少一栅氧化层以及所述至少一金属硅化物层。